測斜儀的工作原理及工作要點

測斜儀的工作原理及工作要點

(1)測斜管的安裝(見圖1)。測斜管有圓形和方形兩種，國內多采用圓形，直徑有50mm、70mm等，每節一般為2m長，采用鋼材、鋁合金、塑料等制作，常用的還是PVC塑料管。測斜管在吊放鋼筋籠之前，接長到設計長度，綁扎在鋼筋上，隨鋼筋籠一起放入槽內(樁孔內)。測斜管的底部與頂部要用蓋子封住，防止砂漿、泥漿及雜物入孔內。
                       

 圖1  測斜管安裝示意圖

    (2)測斜儀工作原理。測斜儀按其工作原理有伺服加速度式、電阻應變片式、差動電容式、鋼弦式等多種。比較常用的是伺服加速度式、電阻應變片式兩種，伺服加速度式測斜儀精度較高，目前用得較多。測斜儀的構造如圖2所示。

                               圖2 測斜儀構造示意圖

    測斜儀上下各有一對滑輪，上下輪距500mm，其工作原理是利用重力擺錘始終保持鉛直方向的性質，測得儀器中軸線與擺錘垂直線間的傾角，傾角的變化可由電信號轉換而得，從而可以知道被測結構的位移變化值。

    (3)操作要點。①埋入測斜管，應保持垂直，如埋在樁體或地下連續墻內，測斜管與鋼筋籠應綁牢。②測斜管有兩對方向互相垂直的定向槽，其中一對要與基坑邊線垂直。③測量時，必須保證測斜儀與管內溫度基本一致，顯示儀讀數穩定才開始測量。④由于測斜儀測得的是兩滑輪之間(500mm)的相對位移，所以必須選擇測斜管中的不動點為基準點，一般以管底端點為基準點，這各點的實際位移是測點到基準點相對位移的累加。測斜管埋入開挖面以下：巖層不少于1m，土層不少于4m。

數字測斜儀/活動式數字測斜儀案例分享：

一、數字測斜儀/活動式數字測斜儀系統簡介：

美國INDEGEO公司新推出的IN1000型MEMS數字測斜儀/活動式數字測斜儀是測斜儀系統技術的一大飛躍，它是當今世界上先進的微電子機械系統（MEMS）數字式測斜儀，相對于原來的測斜儀技術，采用整體緊湊的MEMS（微電機系統）技術的新型測斜儀，擁有的精度、高熱穩定性和環境耐久性。另外，內置的24位A/D轉換器保證了數據的高分辨率、免除了噪聲干擾而且整個系統的高精度，這些都是其他測斜儀沒有的性能。IN1000型活動式數字測斜儀的數據采集使用大屏高精度安卓平板電腦作為讀數儀，具有友好用戶界面，海量內存，選配的安全數據存儲卡，現場數據分析和已有數據對比功能，臺式電腦直連USB接口。

IN1000型活動式數字測斜儀系統比普通測斜儀更輕便，一個操作人員即可完成現場測試工作。

二、數字測斜儀/活動式數字測斜儀應用領域：

美國INDEGEO公司生產的IN1000型活動式數字測斜儀用于土石壩、水壩、巖土邊坡、建筑基坑、堤防、地下建筑工程、港務工程、打樁等引起的土體內部水平位移的測量變形。測斜管安裝在垂直測斜孔內，測斜孔穿過可能的滑移區域直到穩定的土體內。

IN1000型活動式數字測斜儀放置于測斜管中，*次測量建立了測斜管的初始輪廓。通過將后續測量與初始測量進行比較，可以發現輪廓的改變，說明發生了土體移動，并能得出土體的大小。

將測斜儀數據繪圖，可以顯示土體移動的大小、方向和速率。

三、數字測斜儀/活動式數字測斜儀儀器特點：

1. 先進、輕便、抗震的微電子機械系統(MEMS)數字式雙軸測斜探頭。
2. 運用支持安卓平板電腦作為讀數儀。
3. 無線藍牙傳輸，因而讀數儀不需要與電纜相聯接。
4. 空間大，可以貯存上百萬的讀數。
5. 貯存起來的測斜數據可以下載進行數字、圖表分析。
6. 數據可即時通過無線網絡發送。

四、數字測斜儀/活動式數字測斜儀儀器技術參數：

    1、IN1000型活動式數字測斜儀MEMS雙軸探頭技術參數：

    測斜傳感器：雙MEMS傳感器      測輪距：500mm

    量程：±30°                   分辨率：0.005mm

    重復性：±0.003°              工作溫度：-20~70℃

    材質：不銹鋼                   數據穩定時間：約1秒鐘。

    數字測斜儀/活動式數字測斜儀探頭的優點：IN1000型活動式數字測斜儀的探頭具有短的基本長度，更短長度的探頭和質量更優的測輪，使IN1000型活動式數字測斜儀探頭與測斜管導槽能夠吻合的更緊密，在測斜管里進行測試時，可以通過比其他測斜儀更小的曲率半徑而不會被卡住。探頭內有微控制器負責管理數據采集、的數字化校對以及每個有效數據的快速確認。測斜儀的校對不受電纜系統和讀數器的影響，也就是說每個IN1000型活動式數字測斜儀探頭都可以和其他IN1000型活動式數字測斜儀的讀數器配套使用而不需要任何額外的校對工作。

    2、讀數采集器：平板電腦輕巧方便，而且測斜儀控制電纜和讀數儀之間沒有任何物理連接，例如電路接口、連接電纜等等，而是采用藍牙無線通訊技術，確保了數據傳輸的穩定性。

    3、數據采集軟件：讀數儀應用軟件集中體現了IN1000型測斜儀系統的強大能力與方便性。該軟件運行于Android（安卓系統）的平板電腦上，能夠支持高分辨率的顯示、觸屏操作和*的互聯網連接。

    測試屏幕：大號的易于讀取的字符。顯示當前深度、上次記錄的深度、以mm單位顯示的Ａ軸與Ｂ軸讀數、校驗和與進度條。記錄按鈕提示用戶等待、點擊或上拉電纜。其他特性包括深度易于改變，以及自動書簽。軟件建立測斜孔數據庫，管理測斜孔數據，生成圖表和報告，并提供了方法來識別與校正誤差。以高分辨率繪制校驗和圖、輪廓圖、相對于初始的變化圖以及相對于上次的變化圖。顯示數據表用于檢查與測量－時間校正。

    數據傳輸：將測斜孔數據作為附件發送給PC機，也可用USB電纜與Windows文件管理器傳輸。

4、控制電纜：便于攜帶并易于收拾，輕量化的IN1000型活動式數字測斜儀控制電纜在每隔一個深度間隔上有大標簽，因而易于讀出深度。公制電纜具有0.5m的深度間隔，在每1m的位置上具有深度數字標簽。深度間隔從探頭的頂部測輪開始。4芯電纜具有凱夫拉應力部件和PU護套。電纜采用復合聚亞安脂（特弗瓏纖維增強）材料做成，堅固耐用。而電纜的直徑只有6 mm，50米長的電纜才1.9千克重，輕巧靈便。抗拉性強度高達5.89KN。電纜接頭材質采用316不銹鋼，水下使用設計，海水深度可達1500米（5000英尺），電纜和接頭連接處設計的特殊聚氨酯橡膠裝置，增強接頭的耐用度。

    5、藍牙電纜絞盤：藍牙電纜絞盤一次充電可以供長達40小時的連續操作，充電時間為5小時。

6、電纜定位頂蓋： 電纜定位頂蓋使深度間隔與管口對齊。電纜定位頂蓋能夠匹配48mm、70mm和85mm的測斜管（1.9inch，2.75inch和3.34inch）。其外徑為102mm（4inch）。

五、數字測斜儀/活動式數字測斜儀測試操作

    IN1000型活動式數字測斜儀的優點體現在傳感器技術和移動計算方面，從而使測量操作簡便。

    開始測量時，從讀數儀顯示的列表中點擊測斜孔。

    在每個測量深度上，讀數儀在數據穩定時給出提示，準備記錄數據。記錄讀數時，向上將電纜拉到下一格深度時，讀數自動存儲在讀數儀的存儲器中。

如果測量因為某些原因中斷，只要在相同深度上點擊來繼續測量，就不會丟失數據。

    通過在高分辨率的顯示屏上繪制校驗和圖、輪廓圖或變化圖，可以評價已完成的測量。

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